‘巨峰’及其早熟芽变‘峰早’果实发育过程中活性氧代谢对比分析

发布时间：2019-11-20 04:42

【摘要】：活性氧(ROS)在调控植物生长发育中发挥着不可取代的作用。近年来,越来越多的证据证明ROS在调控果实的生长发育和成熟衰老中也发挥着至关重要的作用。‘峰早’是‘巨峰’的早熟芽变品种,本试验通过对两品种果实发育过程中过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)NADPH氧化酶(NOX),过氧化氢(H_2O_2)、超氧阴离子(O_2·-)、脂氧合酶(LOX)、丙二醛(MDA)的测定来研究两个品种间ROS的差异,在此基础上施加外源ROS生成物质——核黄素,并再次测定以上指标,以此来研究ROS调控果实生长发育的生理基础。主要结果如下:(1)EL-34之前,两品种间O_2·-的主要生成酶——NOX活性没有显著差异,同时,两品种间O_2·-产生速率也没有差异,这表明两个品种O_2·-生成量一致。然而,‘峰早’果实内SOD活性低于‘巨峰’,这说明‘峰早’果实内被清除的O_2·-少于‘巨峰’,说明其果实内O_2·-的实际积累量高于‘巨峰’,所以其果实内氧化态高于‘巨峰’。因此,‘峰早’果实内较高的氧化态可能与果实提前成熟有关。(2)‘峰早’果实内H_2O_2含量自EL-33开始上升至EL-35达到最大值,之后开始回落,波动较大,表现出氧化爆发的特征。‘巨峰’果实内H_2O_2含量自EL-31开始呈逐渐下降的趋势,两个品种间H_2O_2含量变化差异较大。‘峰早’果实H_2O_2含量EL-35时显著高于‘巨峰’,而两品种间SOD活性差异不显著。相应地,‘峰早’果实内LOX活性于EL-34便上升至较高水平,因此‘峰早’果实内H_2O_2可能来源于LOX等其他途径。然而,‘峰早’果实内较高的H_2O_2含量并没有导致果实内MDA含量的升高,说明H_2O_2的积累并没有引起细胞的损伤,这表明H_2O_2可能作为信号分子促进‘峰早’的成熟。(3)‘峰早’果实内O_2·-产生速率在EL-36时突然急剧升高,而SOD活性在EL-36时在两个品种间没有显著差异,同时,EL-36‘峰早’果实内H_2O_2含量的快速降低表明发生歧化的O_2·-减少,说明‘峰早’果实在EL-36时具有较高的O_2·-积累量,而此时的O_2·-积累可能通过引起果实内部氧化胁迫来促进果实的成熟,‘峰早’果实内较低的MDA含量说明积累的O_2·-只引起氧化胁迫作用并不会对细胞造成伤害。(4)0.5 mmol/L核黄素处理效果最明显,能够促进‘巨峰’提前成熟15天左右。核黄素处理后提高了‘巨峰’果实H_2O_2含量,同时也提高了CAT活性及AsA、GSH含量,但降低了O_2·-产生速率及SOD的活性。核黄素处理后对果实发育前期NOX活性影响不大,但提高了前期LOX的活性,再次证明了果实内大量产生的H_2O_2并不是来源于呼吸电子传递链,很有可能来源于LOX等其他途径。同时,处理后果实发育前期果胶酶、纤维素酶活性得到很大的提升,这也表明,来源于其它途径的H_2O_2可能主要通过调控与细胞壁有关酶的活性来调控果实的发育。本试验中的证据都表明H_2O_2在‘峰早’果实早熟机制形成中发挥着重要的作用。
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S663.1

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